A produção de H2S (sulfeto de hidrogênio) é um dos principais problemas na indústria do petróleo, sendo esta uma das causas da corrosão de tanques de estocagem e tubulações. Essa produção é possibilitada devido à injeção de água do mar durante o processo de recuperação secundária do petróleo, onde alguns micro-organismos presentes nessa água, tais como as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que promovem a redução do sulfato a sulfeto. Atualmente, o método de quantificação destes micro-organismos é a técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. No presente trabalho foi utilizada a metodologia da produção semi-contínua de sulfeto biogênico pelo período de 15 dias, com o intuito de correlacionar com os resultados das quantificações de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Foram analisadas amostras de diferentes procedências da indústria do petróleo, apresentando variação na salinidade de 0 a 16 g.L-1. O objetivo deste procedimento foi avaliar as velocidades específicas e instantâneas de produção de H2S, sugerindo, desta forma, quais amostras apresentam maior potencial para a produção biogênica de sulfeto e em quais condições essa produção se dá. Observou-se que em todas as amostras a geração do H2S se dá de forma crescente até a estabilização desta produção, sendo esta obtida quase sempre em seis dias (144h) do crescimento microbiano. A produção do sulfeto biogênico se deu de forma mais intensa nas amostras do fundo de tanque de estocagem de óleo e da água de formação. A quantificação das BANHT e das BRS foram avaliadas pelo método do NMP de acordo com a tabela de Harrigan, a qual subestima a população microbiana, desconsiderando erros provenientes da técnica / The production of H2S (hydrogen sulfide) is a major problem in the oil industry, which is a cause of corrosion of pipes and storage tanks. This production is made possible due to seawater injection during the secondary oil recovery process where some microorganisms present in this water, such as total heterotrophic anaerobic bacteria (THAB) and sulphate-reducing bacteria (SRB) that promote reduction of sulfate to sulfide. Currently, the method of quantification of these microorganisms is the technique of the Most Probable Number (MPN) which estimates the results in about 28 days. The present study used the methodology of semi-continuous production of biogenic sulfide by 15 days period, in order to correlate with the measurements results of BANHT and BRS through the conventional technique of MPN. There were several samples analyzed from different origins in the oil industry, with variations in salinity from 0 to 16 g.L-1. The purpose of this procedure was to evaluate the specific speeds and instantaneous H2S production, suggesting thereby that samples had increased biogenic sulfide production and this production conditions which occurs. It was observed that all samples in the generation of H2S occurs incrementally until stabilization of this production, these being almost always obtained in six days (144h) of microbial growth. The production of biogenic sulfide occurred more intensely in the samples of oil storage tank bottom and formation water. The quantification of SRB and THAB were evaluated by the MPN method according to Harrigan table, which underestimates the microbial population, disregarding errors arising in the art

A produção de H2S (sulfeto de hidrogênio) é um dos principais problemas na indústria do petróleo, sendo esta uma das causas da corrosão de tanques de estocagem e tubulações. Essa produção é possibilitada devido à injeção de água do mar durante o processo de recuperação secundária do petróleo, onde alguns micro-organismos presentes nessa água, tais como as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS), que promovem a redução do sulfato a sulfeto. Atualmente, o método de quantificação destes micro-organismos é a técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. No presente trabalho foi utilizada a metodologia da produção semi-contínua de sulfeto biogênico pelo período de 15 dias, com o intuito de correlacionar com os resultados das quantificações de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Foram analisadas amostras de diferentes procedências da indústria do petróleo, apresentando variação na salinidade de 0 a 16 g.L-1. O objetivo deste procedimento foi avaliar as velocidades específicas e instantâneas de produção de H2S, sugerindo, desta forma, quais amostras apresentam maior potencial para a produção biogênica de sulfeto e em quais condições essa produção se dá. Observou-se que em todas as amostras a geração do H2S se dá de forma crescente até a estabilização desta produção, sendo esta obtida quase sempre em seis dias (144h) do crescimento microbiano. A produção do sulfeto biogênico se deu de forma mais intensa nas amostras do fundo de tanque de estocagem de óleo e da água de formação. A quantificação das BANHT e das BRS foram avaliadas pelo método do NMP de acordo com a tabela de Harrigan, a qual subestima a população microbiana, desconsiderando erros provenientes da técnica / The production of H2S (hydrogen sulfide) is a major problem in the oil industry, which is a cause of corrosion of pipes and storage tanks. This production is made possible due to seawater injection during the secondary oil recovery process where some microorganisms present in this water, such as total heterotrophic anaerobic bacteria (THAB) and sulphate-reducing bacteria (SRB) that promote reduction of sulfate to sulfide. Currently, the method of quantification of these microorganisms is the technique of the Most Probable Number (MPN) which estimates the results in about 28 days. The present study used the methodology of semi-continuous production of biogenic sulfide by 15 days period, in order to correlate with the measurements results of BANHT and BRS through the conventional technique of MPN. There were several samples analyzed from different origins in the oil industry, with variations in salinity from 0 to 16 g.L-1. The purpose of this procedure was to evaluate the specific speeds and instantaneous H2S production, suggesting thereby that samples had increased biogenic sulfide production and this production conditions which occurs. It was observed that all samples in the generation of H2S occurs incrementally until stabilization of this production, these being almost always obtained in six days (144h) of microbial growth. The production of biogenic sulfide occurred more intensely in the samples of oil storage tank bottom and formation water. The quantification of SRB and THAB were evaluated by the MPN method according to Harrigan table, which underestimates the microbial population, disregarding errors arising in the art

A presente tese de doutorado teve como objetivo estabelecer parâmetros para avaliar a viabilidade do reúso agrícola de águas oleosas da indústria de petróleo, como as águas de produção (AP) de campos de exploração onshore do semiárido nordestino, na irrigação de culturas de girassol destinadas à produção de biodiesel. A AP foi produzida sinteticamente e tratada utilizando-se as técnicas de eletrofloculação (EF) e de osmose inversa (OI). Foram analisados os efeitos da AP não tratada, tratada por EF e por EF combinada com osmose inversa (EF+OI) na germinação, desenvolvimento e produção de biomassa de plântulas de girassol e também nos atributos de um solo característico do semiárido nordestino. Na melhor condição operacional do tratamento da AP por EF (28,6 A m-2 durante 4 min.) foram obtidas eficiências de remoção de óleos e graxas (O&G), demanda química de oxigênio (DQO), cor e turbidez superiores a 95%. O tratamento EF+OI promoveu a remoção do excesso de salinidade e de ferro oriundo da etapa de EF, enquadrando-se esses parâmetros dentro de níveis de referência recomendados para água de irrigação. Níveis de O&G e DQO superiores, respectivamente, a 337 mg L-1 e 1.321 mg O2 L-1 na AP bruta produziram efeitos tóxicos, reduzindo-se o índice de velocidade de germinação (IVG) e o percentual de plântulas normais do girassol. Por outro lado, os efluentes tratados por EF e EF+OI produziram efeitos similares no percentual de sementes germinadas, no IVG, no percentual de plântulas normais e na produção de biomassa do girassol. O uso da AP tratada por EF, com ou sem diluição, contribuiu significativamente para o aumento da salinidade e dos teores de sódio do solo, diferentemente da tratada por EF+OI, que produziu efeitos similares ao do controle (água destilada) / This doctoral thesis aimed to provide subsidies to assess the viability of the agricultural reuse of oily water from oil industry, such as oilfield produced water (AP) from onshore exploration fields of northeast brazilian semi-arid, in inedible irrigation such as sunflower crops intended for biodiesel production. AP was produced synthetically and treated using the electroflocculation (EF) and reverse osmosis (OI) techniques. The effects of untreated AP, AP treated by EF and AP treated by EF combined with reverse osmosis (EF+OI) in germination, growth and biomass production of sunflower seedlings and also in the attributes of a characteristic soil of the northeastern brazilian semiarid were analyzed. In the best EF treatment operating condition (28.6 A m-2 during 4 min.) Oil and grease (O&G), chemical oxygen demand (COD), color and turbidity removal efficiencies obtained were higher than 95%. EF+OI treatment promoted the removal of salinity in excess and iron derived from EF step, fitting these parameters within the recommended reference levels for irrigation water. O&G and COD levels higher than, respectively, 337 mg L-1 and 1,321 mgO2 L-1 in raw AP produced toxic effects, reducing the germination speed index (IVG) and the percentage of normal sunflower seedlings. On the other hand, the use of EF+OI and EF treated effluent has produced similar effects on the percentage of germinated seeds, IVG, percentage of normal seedlings and biomass production of sunflower. The use of AP treated by EF, with or without dilution, contributed significantly to the increase in soil salinity and sodium contents. On the other hand, AP treated by EF+OI, has produced similar effects to the control (distilled water)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro / O principal objetivo da tese está relacionado ao tratamento de águas oleosas através da eletrofloculação utilizando corrente alternada de frequência variável, o qual procurou explorar as potencialidades desta técnica. Com a crescente demanda por petróleo e seus derivados, é cada vez maior a produção dessas águas residuárias que, antes de serem descartadas, precisam ser submetidas a tratamento que satisfaçam aos requisitos legais. O trabalho apresentado descreve o levantamento bibliográfico e os resultados dos ensaios realizados, empregando o tratamento de eletrofloculação com a finalidade de remover as substâncias consideradas poluentes presentes nestes efluentes. O processo de eletrofloculação foi testado tanto para o tratamento em corrente continua quanto em corrente alternada de frequência variável em efluentes sintéticos e reais de alta salinidade, contendo teores elevados de óleos e graxas, turbidez e cor. Eficiências de redução de 99% para óleos e graxas, cor e turbidez foram obtidos utilizando eletrodos de alumínio. O processo de eletrofloculação demonstrou-se bastante vantajoso em função da alta condutividade que permite o tratamento com menor consumo energético. A tecnologia de eletrofloculação com corrente alternada quando comparada com a tecnologia de corrente contínua se mostrou muito eficiente em relação a economia no desgaste de massa de eletrodos, o que, dependendo do tempo de aplicação da corrente elétrica nas mesmas condições de estudo, houve redução de mais da metade do consumo. / The main aim of the present work was to study the treatment of oil wastewaters using electroflocculation with AC and variable frequency and to explore the potentiality of the process. With the increasing demand for oil and its derivatives the production of oil wastewaters also increases. Before its final disposal, these undesirable wastewaters must undergo treatment to adjust its quality to legal requirements. The present work presents an extensive literature survey and the experimental results obtained can be deemed as excelent, as reduction efficiencies of about 99% of the main quality parameters, namely, oils and greases, turbidity and colour, were obtained. The process was carried out using both direct and variable frequency alternate currents in high salinity samples of both real and synthetic wastewater. containing high levels of oil and grease, turbidity and color. Reduction efficiencies of 99% for oils and greases, color and turbidity were obtained using aluminum electrodes. The process electroflocculation seem to be quite advantageous due to the the fact that high conductivity values result in considerably low energy consumption. Electroflocculation processes using AC , as compared with similar processes, proved to very efficient, mainly because of its potential economy in mass of electrodes, which, depending on the time of application of electric current in the same conditions of study, a reduction of more half the consumption was obtained.

Cement slurries are used in oil wells to isolate the production area from the rock formation. An important property of these materials is their durability. Due to the interactions of the cement slurries with aggressive media in the oil wells, the durability can be threatened or lost. Cement slurries modified with polymers are promising materials candidates for cementing oil wells. Thus, it is necessary to evaluate new materials in hostile environments. In this work, new cement slurries were prepared with the Epoxy resin and the ethylenediamine hardener in two different media: distilled water and sea water. The new slurries were tested for their mechanical properties and characterized before and after interaction with the following media: production water, hydrochloric acid solution and mud acid solution. After 365 days of contact with the production water, the modified slurries showed greater chemical and mechanical resistance compared to the slurries without the polymer network (Standard slurries). Moreover, for the modified slurries after contact with the production water, a decrease of 9% in the compressive strength occurred, whereas for the slurries without the polymer network, the reduction reached 40%. Kinetic studies, chemical and thermodynamic equilibrium were carried out in the investigation of the interaction of the cement slurries with the solutions of HCl and mud acid. The results have suggested that the interactions between the modified slurries and the acid media are due to surface reactions with preservation of the hydrated compounds of the cement, causing a mass loss around 25%. For the standard slurries, the mechanism is predominantly diffusion, with structural deterioration of these slurries and mass loss of approximately 46%. Thus, the modified slurries with the polymer network Epoxy-EDA presented good characteristics to be used in the oil well procedures. / Pastas de cimento são utilizadas em poços de petróleo para isolar a zona de produção da formação rochosa. Uma propriedade importante desses materiais é sua durabilidade. Devido suas interações com meios agressivos, essa propriedade pode ser ameaçada ou perdida. Pastas de cimento modificadas com polímeros são materiais promissores candidatos à cimentação de poços de petróleo. Assim, é necessário avaliar novos materiais em meios hostis. Neste trabalho, novas pastas de cimento foram preparadas com a resina Epoxy e o endurecedor Etilenodiamina em dois meios distintos: água destilada e água do mar. As novas pastas foram testadas em relação às suas propriedades mecânicas e caracterizadas antes e após a interação com os seguintes meios: água de produção, solução de ácido clorídrico e solução de mud acid. Após 365 dias de contato com a água de produção, as pastas modificadas apresentaram maior resistência química em comparação com as pastas sem a rede polimérica (pastas padrão). Além disso, para as pastas modificadas após o contato com a água de produção, ocorreu uma diminuição de 9% na resistência à compressão, já para as pastas sem a rede polimérica, a redução atingiu 40%. Estudos cinéticos, equilíbrio químico e termodinâmico foram realizados na investigação da interação das pastas de cimento com as soluções de HCl e mud acid. Os resultaram sugerem que as interações entre as pastas modificadas e os meios ácidos são devido a reações superficiais com preservação dos compostos hidratados do cimento, ocasionando uma perda de massa em torno de 25%. Para as pastas padrão, o mecanismo é predominantemente por difusão, com deterioração estrutural dessas pastas e perda de massa de aproximadamente de 46%. Desta forma, as pastas modificadas com a rede polimérica Epoxy-EDA apresentaram boas características para serem utilizadas em ambientes subterrâneos dos poços de petróleo. / São Cristóvão, SE